儿童乘员的乘车安全近年来已经成为汽车被动安全研究中重要的课题。国外研究结果表明，使用儿童安全座椅可将儿童受伤概率降低70%，伤亡比例从11.5%降低至3.5%。在我国，儿童座椅的研发处于初期，儿童座椅的生产尚处于模仿阶段，大部分座椅安全性较差。因此，开展儿童座椅安全性的研究工作具有重要意义。本论文利用统计的方法分析NASS-CDS数据库，得出造成儿童乘员严重伤害的一个重要原因是碰撞过程中头部与前排座椅靠背产生接触，导致儿童头部受伤。论文通过大量的儿童座椅台车试验，证明了儿童座椅失效是导致儿童头部位移过大的主要原因。同时对试验座椅的结构进行分析，得出了儿童座椅的典型失效形式。基于有限元理论，本论文建立了儿童乘员约束系统的仿真模型，根据台车试验测量的数据对仿真模型进行了有效性验证。利用该验证过的模型分析约束系统设计参数对儿童假人伤害指标的敏感性，结果表明，儿童座椅刚度对头部加速度和头部位移影响显著，安全带在约束儿童头部位移的同时，会导致加速度的升高。因此，合理的设计约束系统参数可以使得该约束系统满足法规要求。为了获取儿童约束系统的设计参数，采用四因素三水平的正交表，对敏感性高的参数在其可行性范围内进行正交试验设计。设置不同的目标函数，通过9次试验获得了针对不同设计目标的参数结果，且有多组参数均可以使模型满足法规要求。为了更好的降低头部位移量，论文基于modeFRONTIER优化软件建立了与MADYMO耦合的头部位移单目标优化模型，采用改进的单纯形算法经过12次迭代获得了头部位移的最小值为503mm，该值低于正交试验的较优解。结论表明，正交试验一般用于需要通过少量的试验快速寻找满足条件的解的情况，并且可以用于目标函数较多的情况；单纯形算法则需要通过较多的计算得出目标函数取得极值的参数组。论文的方法和结论对于儿童约束系统的设计有一定的指导意义。